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SISTEMAS 
ESTRUTURAIS III 
Diego da Luz Adorna
Sistemas estruturais — 
definições de estrutura
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Definir sistemas estruturais e seus elementos estruturais principais.
 � Caracterizar as estruturas lineares e os elementos estruturais de 
superfície.
 � Reconhecer os elementos estruturais de fundações.
Introdução
Os sistemas estruturais são formados por elementos estruturais devida-
mente interligados, de modo a formar arranjos estruturais. De acordo com 
Hibbeler (2013), tais arranjos têm a função de resistir aos carregamentos 
incidentes na estrutura e transmiti-los ao solo. 
De acordo com a disposição dos elementos construtivos, os sistemas 
estruturais podem ser planos ou espaciais. Cada sistema estrutural tem 
características próprias de carregamento e transmissão de esforços, e os 
arquitetos e engenheiros devem saber reconhecer os tipos de sistema, 
de modo a prever o comportamento estrutural de uma edificação.
Neste capítulo, você estudará os sistemas estruturais e verá como são 
formados. Também lerá sobre como se comportam estruturas lineares e 
elementos estruturais de superfície, além de ver quais são os elementos 
estruturais de fundações.
Sistemas estruturais
As primeiras tribos humanas sobreviviam da caça, pesca e coleta de frutos, 
e, em função da disponibilidade de recursos para a subsistência, precisavam 
mudar constantemente de região. A partir da descoberta da agricultura e da 
pecuária, o homem pode residir em um local fixo, surgindo, assim, a neces-
sidade de construção de edificações.
Ao longo da história da humanidade, muitas concepções construtivas 
foram desenvolvidas, permitindo a construção de monumentos que perduram 
até os tempos atuais, como as pirâmides de Gizé e o Coliseu de Roma. Essas 
estruturas foram construídas por meio de técnicas empíricas, decorrentes da 
observação do comportamento e do arranjo dos materiais.
Atualmente, existem inúmeros software de cálculo estrutural, que permi-
tem a análise do comportamento de uma estrutura sob diferentes condições 
ambientais e a realização de simulações, auxiliando o projetista na escolha da 
estrutura de melhor desempenho e custo-benefício. Entre os vários software de 
cálculo estrutural disponíveis, destacam-se o REVIT, o TQS e o EBERICK.
No link a seguir, você encontra um texto sobre os prin-
cipais software utilizados na construção e na elaboração 
de projetos estruturais.
https://qrgo.page.link/DF5gP
Elementos e sistemas estruturais
O objetivo do cálculo estrutural é dimensionar os elementos estruturais que 
formam uma estrutura, de modo a garantir que ela resista aos carregamentos 
decorrentes da edificação e do meio ambiente. Ao conjunto de elementos 
estruturais que formam uma estrutura é dado o nome de sistema estrutural.
Sistemas estruturais — definições de estrutura2
Santos (2017) define sistema estrutural como um conjunto de elementos interco-
nectados cuja função é suportar os carregamentos incidentes sobre a estrutura e 
transmiti-los, de forma segura, para o solo.
Os sistemas estruturais podem ser formados por elementos lineares, ele-
mentos de superfície ou elementos de volume. A NBR 6118, de 26 de abril de 
2014, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (2014), define esses três 
tipos de elementos estruturais da seguinte maneira:
 � Elementos lineares: consistem em elementos unidimensionais, cujo 
comprimento longitudinal é, pelo menos, três vezes superior às dimen-
sões da seção transversal. Os principais tipos de elementos lineares 
são: os tirantes, que consistem em elementos submetidos à tração axial; 
as colunas, que consistem em elementos submetidos à compressão 
axial; e as vigas, que consistem em elementos submetidos à flexão 
transversal e cisalhamento.
 � Elementos de superfície: consistem em elementos bidimensionais, 
cuja espessura é relativamente pequena, quando comparada as outras 
duas dimensões. Os principais tipos de elementos de superfície são as 
placas, as chapas e as cascas. As placas são elementos submetidos a 
carregamentos perpendiculares ao plano principal, como, por exemplo, 
as lajes. As chapas são elementos submetidos a carregamentos paralelos 
ao plano principal, como, por exemplo, as vigas-parede. As cascas, por 
fim, são elementos de superfície curvos, submetidos a carregamentos 
perpendiculares e dimensionados de modo a sofrer apenas esforços de 
compressão axial. Podem ser muito flexíveis, assumindo a forma de 
tendas (HIBBELER, 2013).
 � Elementos de volume: consistem em elementos tridimensionais, que 
possuem as três dimensões equivalentes. O principal tipo de elemento 
estrutural de volume é o bloco, utilizado, normalmente, na construção 
de fundações.
3Sistemas estruturais — definições de estrutura
Sistemas estruturais planos e espaciais
O comportamento de uma estrutura está condicionado ao arranjo espacial dos 
seus componentes. A disposição dos elementos estruturais governa a forma de 
carregamento e de transmissão dos esforços. Os sistemas estruturais podem, 
portanto, ser classificados de acordo com o seu arranjo espacial e a consequente 
forma de absorção e transmissão de esforços.
Do ponto de vista do arranjo espacial, os sistemas estruturas podem ser 
classificados em sistemas estruturais planos e sistemas estruturais espaciais. 
No sistema estrutural plano, representado na Figura 1a, os elementos estru-
turais são dispostos de maneira a formar um único plano, vertical, horizontal 
ou inclinado, de modo que os carregamentos estejam distribuídos em duas 
direções. No sistema estrutural espacial, representado na Figura 1b, os 
elementos estruturais são dispostos nos três planos do espaço, formando 
elementos tridimensionais. Neste tipo de estrutura, o carregamento pode estar 
disposto em qualquer direção.
Figura 1. (a) Pórtico plano e (b) pórtico espacial.
Fonte: Adaptada de Kimura (2007, p. 121-122).
Sistemas estruturais — definições de estrutura4
Os elementos estruturais absorvem os carregamentos incidentes na estrutura e os 
transferem até o solo por meio dos elementos de fundação. Arquitetos e engenheiros 
devem, portanto, compreender a importância do arranjo espacial dos elementos 
estruturais, de modo a idealizar estruturas que permitam a transferência de cargas de 
forma segura e eficiente. Os software de cálculo estrutural auxiliam no projeto, contudo 
não idealizam a estrutura por conta própria. Essa responsabilidade é do projetista.
Estruturas lineares e elementos de superfície
Estruturas lineares
Estruturas lineares são formadas, de acordo com Hibbeler (2013), em decorrên-
cia da associação de elementos unidimensionais, ou seja, a partir da interação 
entre tirantes, colunas e vigas. A disposição dos elementos rege a forma com 
que os carregamentos serão aplicados e como os esforços serão transmitidos, 
definindo o comportamento da estrutura.
As principais estruturas lineares são: vigas Gerber, pórticos, treliças, 
grelhas, cabos e arcos. A seguir, serão apresentadas as características com-
portamentais desses sistemas estruturais.
5Sistemas estruturais — definições de estrutura
Vigas Gerber
As vigas Gerber, assim denominadas em homenagem ao engenheiro alemão 
Heinrich Gerber (1822–1912), são sistemas estruturais formados pela associação 
sucessiva de vigas (SORIANO, 2010). Neste tipo de estrutura, vigas não estáveis 
são apoiadas em vigas estáveis, como pode ser visto na Figura 2, por meio de 
apoios denominados dentes Gerber. São muito utilizadas na construção de 
estruturas pré-fabricadas, como galpões industriais e pontes. Assim como as 
vigas comuns, as vigas Gerber estão submetidas a carregamentos transversais, 
estando, portanto, submetidas a esforços de flexão transversal e cisalhamento.
Figura 2. Viga Gerber em ponte.
Fonte: Frederico Fazzini/Shutterstock.com.
Sistemas estruturais — definições de estrutura6
Pórticos
Os pórticos são estruturas rígidas formadas pela associação de vigas epilares. 
Os elementos construtivos podem ser retos, curvos ou inclinados, e o sistema 
estrutural pode ser plano ou espacial, conforme observado anteriormente, 
na Figura 1. As vigas, submetidas a carregamentos transversais, transmitem 
esforços de flexão e compressão para os pilares, que, por sua vez, os transmitem 
para os elementos de fundação. Os pórticos podem ser submetidos, ainda, 
a carregamentos horizontais, decorrentes de efeitos de segunda ordem e vento. 
Eles são utilizados em estruturas corriqueiras de concreto armado ou aço, 
conforme observado na Figura 3.
Figura 3. Pórtico em estrutura de concreto armado.
Fonte: Dmitrii Iarusov/Shutterstock.com.
7Sistemas estruturais — definições de estrutura
Treliças
As treliças são estruturas formadas por elementos lineares interligados entre 
si pelas extremidades, dispostos, normalmente, em padrões triangulares. 
De acordo com Leet, Uang e Gilbert (2010), os carregamentos são aplicados, 
obrigatoriamente, nos pontos de conexão entre barras retas, denominados nós. 
Desse modo, a estrutura fica submetida, unicamente, a esforços de tração e 
compressão axiais. Assim como os pórticos, as treliças podem ser planas ou 
espaciais, conforme a disposição espacial dos elementos lineares. Veja, na 
Figura 4, um exemplo de treliça espacial, utilizado na construção de uma 
estrutura de ponte.
Figura 4. Treliça utilizada em estrutura de ponte.
Fonte: Takaeshiro/Shutterstock.com.
Sistemas estruturais — definições de estrutura8
Grelhas
As grelhas são estruturas compostas por vigas, dispostas de modo a formar 
uma malha ao longo do plano horizontal. Os elementos lineares podem ser 
retos ou curvos, e a ligação entre eles pode ser rígida ou articulada, de acordo 
com Salles et al. (2015). As vigas são elementos submetidos a carregamentos 
transversais, portanto transmitem esforços internos de cisalhamento e de 
flexão transversal. Em função do arranjo espacial da estrutura, isso acarreta 
a transmissão de esforços de torção entre os elementos lineares, conforme 
indicado na Figura 5.
Figura 5. Deformações e esforços internos em uma barra de grelha.
Fonte: Kimura (2007, p. 118).
9Sistemas estruturais — definições de estrutura
Cabos
Os cabos são elementos estruturais formados por cordoalhas de fio de aço ou 
por barras rígidas de aço, associadas de modo a se comportarem como uma 
cordoalha. São elementos submetidos a carregamentos transversais distribu-
ídos ou concentrados, transmitindo, contudo, apenas esforços de tração axial. 
O formato que os cabos assumem depende do caminho que as forças percorrem 
até atingir os apoios, e esse caminho é denominado funicular (REBELLO, 
2000). Os cabos são muito utilizados na construção de pontes suspensas do 
tipo pênsil ou estaiada, como a mostrada na Figura 6.
Figura 6. Cabos de suspensão em ponte estaiada.
Fonte: Christine Bird/Shutterstock.com.
Sistemas estruturais — definições de estrutura10
Arcos
Os arcos são elementos rígidos submetidos a carregamentos transversais. 
O formato dos arcos é semelhante ao funicular dos cabos, porém seu sentido 
é inverso e está submetido apenas a esforços axiais de compressão, de acordo 
com Rebello (2000). Os arcos foram estruturas muito utilizadas pelos romanos 
na construção de aquedutos e do Coliseu de Roma, em função da estabilidade 
que conferem à estrutura. Hoje, os arcos são utilizados, principalmente, na 
construção de pontes, como a apresentada na Figura 7.
Figura 7. Ponte construída com estrutura em arco.
Fonte: Veerababu Achanta/Shutterstock.com.
11Sistemas estruturais — definições de estrutura
Elementos de superfície
Os elementos de superfície são aqueles que possuem uma dimensão, normal-
mente denominada espessura, muito inferior às outras duas dimensões, que 
formam um plano. Podem ser construídos com materiais rígidos, como concreto 
e aço, ou com materiais flexíveis, como tecidos e lonas. Os principais tipos de 
estruturas de superfície são: as placas, as chapas e as cascas.
Placas
As placas são elementos de superfície, normalmente horizontais, cujo car-
regamento se dá de maneira perpendicular ao plano, como apresentado na 
Figura 8. Portanto, as placas são estruturas submetidas a esforços de flexão 
transversal e cisalhamento, de maneira semelhante às vigas; contudo esses 
esforços se distribuem em toda a área do plano, diferentemente das vigas, cuja 
distribuição dos esforços é linear.
Figura 8. Carregamentos incidentes sobre uma placa.
Fonte: Salles et al. (2005, p. 11).
Sistemas estruturais — definições de estrutura12
Chapas
As chapas são elementos de superfície semelhantes às placas, ou seja, com 
a espessura muito inferior às outras duas dimensões, que formam um plano. 
Contudo, nas chapas, o carregamento incide paralelamente ao plano, con-
forme mostrado na Figura 9. As chapas são elementos submetidos a esforços 
transversais de flexão e cisalhamento. A principal utilização das chapas é na 
construção de reservatórios constituídos por vigas-parede.
Figura 9. Carregamentos incidentes sobre uma chapa do 
tipo viga-parede.
Fonte: Salles et al. (2005, p. 11).
13Sistemas estruturais — definições de estrutura
Cascas
As cascas são elementos superficiais carregados transversalmente. Os carre-
gamentos aplicados às cascas resultam em esforços internos de compressão, 
que atuam no plano do elemento (LEET; UANG; GILBERT, 2010). Podem ser 
construídas com materiais rígidos ou com materiais flexíveis, dando origem a 
uma categoria de estrutura denominada estrutura tipo membrana, na qual 
tecidos ou lonas tensionadas são dispostas na forma de uma casca em curva, 
como você pode ver Figura 10.
Figura 10. Elemento de superfície em casca em estrutura do tipo membrana.
Fonte: francesco cepolina/Shutterstock.com.
Elementos estruturais de fundações
As fundações são sistemas estruturais cuja função é transmitir, de forma 
segura, os esforços provenientes do carregamento incidente na estrutura para 
o solo. As fundações, de acordo com a forma de transmissão das cargas para 
o solo, podem ser classificadas em:
Sistemas estruturais — definições de estrutura14
 � Fundações superficiais: também denominadas fundações diretas ou 
rasas, transmitem os esforços provenientes da estrutura diretamente para 
o solo em contato com a fundação (REBELLO, 2008). A transmissão 
de cargas é realizada pela base do elemento de fundação.
 � Fundações profundas: também denominadas fundações indiretas, 
de acordo com Rebello (2008), transmitem os esforços provenientes 
da estrutura indiretamente para o solo, por meio de estacas de grande 
comprimento, de modo a atingir camadas mais profundas e resistentes 
do solo. A transmissão da carga é realizada por meio do atrito da lateral 
da estaca de fundação e pela ponta da estaca.
Assim como os demais sistemas estruturais, o comportamento das funda-
ções depende do tipo de elemento estrutural utilizado na sua concepção. Entre 
os diversos tipos de fundação, merecem especial destaque, do ponto de vista 
do arranjo espacial, os radiers, os blocos e sapatas e as estacas.
Radier
A fundação superficial do tipo radier consiste em uma laje apoiada sobre o 
solo, que transmite, por meio de sua base, os carregamentos provenientes da 
edificação para o solo. O radier é um elemento de superfície do tipo placa, 
como você pode ver na Figura 11. Os carregamentos são transmitidos per-
pendicularmente ao plano, gerando esforços internos de flexão e compressão, 
que são transmitidos ao solo.
Figura 11. Fundação do tipo radier.
Fonte: LALS STOCK/Shutterstock.com.
15Sistemas estruturais — definições de estrutura
Blocos e sapatas
Os blocos e as sapatas são fundações do tipo superficial, ou seja, transmitem 
as cargas para o solo através da sua base. Os blocos são utilizados também 
como ancoragem entre os pilares e as estacas de fundação. Blocos e sapatas 
consistem em elementos de volume, pois têm todas as dimensões equivalentes, 
conforme observado na Figura 12. São submetidos a carregamos concentrados 
de compressãoe a momentos de flexão, provenientes dos pilares da estrutura, 
transmitindo esses esforços ao solo.
Figura 12. Bloco de fundação.
Fonte: Worakit Sirijinda/Shutterstock.com.
Sistemas estruturais — definições de estrutura16
Estacas
As estacas são fundações profundas. São classificadas como elementos line-
ares, visto que apresentam comprimento muito superior à seção transversal. 
As estacas recebem os carregamentos transmitidos pela estrutura por meio 
do bloco de coroamento e as transmitem ao solo por meio da ponta inferior 
e do atrito lateral (SANTOS, 2017). Existem diversos tipos de estacas, cada 
um com suas vantagens e desvantagens, sendo responsabilidade do projetista 
identificar qual o tipo ideal de estaca a ser utilizado no projeto. Na Figura 13, 
são apresentadas estacas de concreto cravadas no solo.
Figura 13. Estacas de concreto cravadas no solo.
Fonte: minorva52/Shutterstock.com.
Os sistemas estruturais apresentam características e comportamentos 
próprios, decorrentes do arranjo espacial e do tipo de elementos estruturais 
utilizados na sua concepção. Arquitetos e engenheiros devem reconhecer os 
aspectos referentes a cada tipo de sistema estrutural, de modo a conceber 
estruturas com as características necessárias para garantir segurança, fun-
cionalidade e economicidade para a obra.
17Sistemas estruturais — definições de estrutura
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto de estruturas de 
concreto: procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.
HIBBELER, R. C. Análise das estruturas. 8. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
KIMURA, A. Informática aplicada em estruturas de concreto armado: cálculos de edifícios 
com o uso de sistemas computacionais. São Paulo: PINI, 2007.
LEET, K. M.; UANG, C. H.; GILBERT, A. M. Fundamentos da análise estrutural. 3. ed. Porto 
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REBELLO, Y. C. P. A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Zigurate, 2000.
REBELLO, Y. C. P. Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento. 3. 
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SALLES, J. J. et al. Sistemas estruturais: teoria e exemplos.São Carlos: EESC-USP, 2005.
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SORIANO, H. L. Estática das estruturas. 2. ed. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2010.
Sistemas estruturais — definições de estrutura18